Перегруппировка Пианкателли
В 1976 году итальянский химик Джованни Пианкателли и его коллеги разработали новый метод синтеза производных 4-гидроксициклопентенона из 2-фурилкарбинолов посредством кислотно-катализируемой перегруппировки. [1] Это открытие произошло, когда Пианкателли изучал гетероциклические стероиды и их реакционные способности в кислой среде. Поскольку эту перегруппировку продолжали изучать, она стала широко используемой перегруппировкой в синтезе природных продуктов из-за способности создавать 4-гидрокси-5-замещенные циклопент-2-еноны. [1] Мотив Пианкателли для изучения этой новой перегруппировки проистекает из постоянно присутствующей молекулы 3-оксициклопентена, в частности, его 5-гидрокси-производного, обнаруженного в биологически активных природных продуктах. [2]
Механизм реакции
[ редактировать ]Предполагается, что механизм этой реакции представляет собой 4-π-электроциклизацию, очень похожую на реакцию циклизации Назарова . [3] Чтобы получить 2-фурилкарбинолы, Пианкателли подверг фурфуралу , несъедобной биомассе, реакции Гриньяра . [2] Затем его подвергают кислотно-катализируемому гидролизу, чтобы вызвать молекулярную перегруппировку и получить конечные 2-фурилкарбинолы.
Пианкателли предположил, что реакция представляет собой термическую реакцию конротационной электроциклическую При изучении особенностей условий механизма при синтезе производных 4-гидроксициклопентенона 4π-электронной системы. Этот механизм был предложен при изучении 1 Спектры ЯМР Н , когда стало очевидно, что конечные продукты содержат исключительно транс-изомер . [1]
Предложенный механизм Пианкателли
[ редактировать ]В предложенном Пианкателли механизме образование карбокатиона в результате последовательности протонирования-дегидратации приводит к тому, что две гидроксильные группы оказываются анти, что позволяет транс -4гидрокси-5-замещенному циклопент-2-енону замыкаться 4π-электроциклизирующим кольцом. [1] [2] [4]
Альтернативные механизмы
[ редактировать ]Д'Ауриа предложил возможный механизм, который включает цвиттер-ионные промежуточные соединения как способ образования цис- изомера наряду с обильным транс- изомером 2-фурилкарбинола. Д'Ауриа провел перегруппировку в кипящей воде без кислотного катализатора. [1]
Другой предложенный механизм принадлежит Инь и его коллегам и был изучен при завершении перегруппировки 2-фурилкарбинолов с гидроксиалкильной цепью в 5-м положении. Инь рационализировал этот механизм, используя внутримолекулярное присоединение альдольного типа. [1]
Условия реакции
[ редактировать ]Набор условий реакции, необходимых для перегруппировки, различался в зависимости от реакционной способности субстратов. Пианкателли заметил, что более реакционноспособные субстраты, такие как 5-метил-2-фурилкарбинолы, могут подвергаться перегруппировке в гораздо более мягких условиях, чтобы избежать любых возможных побочных продуктов. [1] Было обнаружено, что кислоты Льюиса помогают довести реакцию до завершения, пока существует эквимолярное соотношение, тогда как алкильные группы на гидроксисодержащем углероде делают исходный материал более стабильным и вызывают более длительное время реакции и более низкие выходы с образованием побочных продуктов из-за к повышенной реакционной способности этих карбокатионов . [1]
Приложения
[ редактировать ]Важным применением перегруппировки Пианкателли, изученным самим Пианкателли, является синтез простагландинов и их производных. Пианкателли смог синтезировать ключевые промежуточные соединения для получения простаноевой кислоты, исходя из его 2-фурилкарбинолов, несущих вторую функциональную группу. Это исследование смогло продемонстрировать универсальность последовательности перестройки.
Некоторые из продуктов, синтезированных благодаря использованию перегруппировки Пианкателли, включают: 3E,5Z- фторэнизопрост, 2-нормизопростол, простагландин E 1 (PGE 1 ), энт- фитопростан E 1 , 16- эпи- мизопростол, энизопрост, 4 - фитопростан Е 1 , биматопрост и травопрост . (показать используемый ключ rxn)
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Пьютти, Клаудия; Картьери, Франческа (8 октября 2013 г.). «Перегруппировка Пианкателли: новые применения интригующей реакции» . Молекулы . 18 (10): 12290–12312. дои : 10.3390/molecules181012290 . ПМК 6270237 . ПМИД 24108396 .
- ^ Jump up to: а б с Пианкателли, Г.; Скеттри, А.; Барбадоро, С. (сентябрь 1976 г.). «Полезный препарат 4-замещенного 5-гидрокси-3-оксоциклопентена». Буквы тетраэдра . 17 (39): 3555–3558. дои : 10.1016/S0040-4039(00)71357-8 .
- ^ Вейтс, Гезине К.; Венц, Дональд Р.; Рид де Аланис, Хавьер (3 декабря 2010 г.). «Универсальный метод синтеза 4-аминоциклопентенонов: катализируемая трифлатом диспрозия (III) перегруппировка аза-Пианкателли». Angewandte Chemie, международное издание . 49 (49): 9484–9487. дои : 10.1002/anie.201005131 . ISSN 1521-3773 . ПМИД 21053231 .
- ^ Ньето Фаса, Олалья; Сильва Лопес, Карлос; Альварес, Розана; де Лера, Анхель Р. (6 сентября 2004 г.). «Теоретическое исследование электроциклического замыкания кольца гидроксипентадиенильных катионов». Химия – Европейский журнал . 10 (17): 4324–4333. дои : 10.1002/chem.200400037 . ISSN 1521-3765 . ПМИД 15352115 .